பொறிமுறைகளும் Transition State-உம் — குறு குறிப்பு

🔗

தாக்கப் பொறிமுறைகள்

Reaction Mechanisms & Transition State

1 மூலக்கூற்றுத் திறன் (Molecularity)

ஒரு தாக்கப் பொறிமுறையில் தனித்தனியாக நிகழும் ஒவ்வொரு படியும் முதன்மைத் தாக்கம் (elementary reaction). ஒரு முதன்மைப் படியில் ஒரே நேரத்தில் மோதும் இனங்களின் எண்ணிக்கையே மூலக்கூற்றுத் திறன் — எப்போதும் 1, 2 அல்லது 3 (மூன்று இனங்கள் ஒரே கணத்தில் மோதுவது அரிது என்பதால் அதற்கு மேல் நடைமுறையில் இல்லை).

திறன்	பெயர்	உதாரணம்
1	ஓர்மூலக்கூற்று	N₂O₄ → 2NO₂
2	ஈர்மூலக்கூற்று	NO + O₃ → NO₂ + O₂
3	மும்மூலக்கூற்று (அரிது)	2NO + O₂ → 2NO₂

2 பல்-படித் தாக்கங்களும் இடைநிலைகளும்

பெரும்பாலான தாக்கங்கள் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக நிகழும் பல முதன்மைப் படிகளில் — பல்-படித் தாக்கமாக — நடைபெறுகின்றன. ஒரு படியில் உருவாகி, தொடர் படியில் முழுமையாக நுகரப்படும் இனம் தாக்க இடைநிலை (intermediate) எனப்படும் — இது ஒட்டுமொத்தச் சமன்பாட்டில் தோன்றாது.

உதாரணம் — ஓசோன் பிரிகை

படி1: O₃→O₂+O · படி2: O+O₃→2O₂. O அணு படி1ல் உருவாகி படி2ல் நுகரப்படும் — இடைநிலை. இரு படிகளையும் கூட்டினால் O இரு பக்கமும் வந்து விலகும்; ஒட்டுமொத்த சமன்பாட்டில் தோன்றாது.

3 முதன்மைப் படியின் தாக்கவிதி

ஒரு முதன்மைப் படிக்கு மட்டுமே தாக்கவிதியை மூலக்கூற்றுத் திறனிலிருந்து நேரடியாக எழுதலாம் — ஒவ்வொரு தாக்கியின் வரிசையும் அப்படியின் பீசமானக் குணகத்திற்குச் சரியாகச் சமன். (A→தாக்கவீதம்=k[A]; 2A→k[A]²; A+B→k[A][B].)

பொதுவான தவறு

இந்தச் சலுகை ஒட்டுமொத்தச் சமன்பாட்டுக்குப் பொருந்தாது — அது பல்-படிப் பொறிமுறையின் தொகுப்பாக இருக்கலாம். தாக்கவரிசை எப்போதும் பரிசோதனையால் மட்டுமே துணியப்படும். மூலக்கூற்றுத் திறனும் தாக்கவரிசையும் வெவ்வேறு கருத்துகள் — ஒன்றை மற்றதிலிருந்து ஊகிக்க முடியாது.

4 தாக்கவீத நிர்ணயப்படியும் பொறிமுறை சோதனையும்

ஒரு பல்-படித் தாக்கத்தின் ஒட்டுமொத்த வேகத்தை, பொறிமுறையிலுள்ள மிக மெதுவான படி — தாக்கவீத நிர்ணயப்படி (RDS) — தீர்மானிக்கும். பரிசோதனையில் அளக்கப்படும் தாக்கவீதம் உண்மையில் RDS இன் வீதமே; RDS க்குப் பின் வரும் வேகமான படிகளில் மட்டும் ஈடுபடும் இனங்கள் தாக்கவிதியில் தோன்றாது.

உதாரணம் — NO₂+CO→NO+CO₂

பரிசோதனை: தாக்கவீதம்=k[NO₂]² (CO தோன்றவில்லை!). பொறிமுறை: படி1 (மெதுவது, RDS) NO₂+NO₂→NO₃+NO; படி2 (வேகமானது) NO₃+CO→NO₂+CO₂. CO வேகமான படி2ல் மட்டும் ஈடுபடுவதால் தாக்கவிதியில் தோன்றவில்லை — CO சார்பாக பூச்சிய வரிசை.

ஒரு முன்மொழியப்பட்ட பொறிமுறை சரியானதா எனச் சோதிக்க ஒரே வழி: அப்பொறிமுறையிலிருந்து பெறப்படும் தாக்கவிதியை பரிசோதனை வீதியோடு ஒப்பிடுவது — இரண்டும் ஒத்துப்போனால் மட்டுமே பொறிமுறை ஏற்கப்படும்.

5 தொடர் தாக்கங்கள் (A → B → C)

ஒரு தொடர் தாக்கத்தில் முதலாவது படியின் விளைவு (B) இரண்டாவது படியின் தாக்கியாகும். முதற்படி மெதுவாகவும் இரண்டாம் படி வேகமாகவும் இருந்தால், B குறைந்த, குறுகிய-ஆயுள் செறிவிலேயே இருக்கும்; ஒட்டுமொத்த வேகம் முதற்படியால் (RDS) தீர்மானிக்கப்படும்.

6 முன்-சமநிலை — RDS முன் ஒரு வேகமான சமநிலை

சில பொறிமுறைகளில், மெதுவான RDS க்கு முன் ஒரு வேகமான மீளக்கூடிய படி விரைவாக சமநிலையை அடைகின்றது — இது முன்-சமநிலை. RDS இன் வீத விதியில் அளக்க முடியாத ஓர் இடைநிலையின் செறிவு தோன்றினால், சமநிலை மாறிலி K ஐப் பயன்படுத்தி அதை அளக்கக்கூடிய தாக்கிகளின் வடிவில் மாற்றி எழுதலாம்.

தாக்கம்	படி I (வேகம், Kc)	படி II (மெதுவது, k′)	இறுதி விதி
2A+B→P	A+B⇌I	I+A→P	k′Kc[A]²[B]
H₂+I₂→2HI	I₂⇌2I	H₂+2I→2HI	k′Kc[H₂][I₂]
2NO+O₂→2NO₂	NO+O₂⇌NO₃	NO₃+NO→2NO₂	k′Kc[NO]²[O₂]

ஏன் இது முக்கியம்

2NO+O₂ தாக்கத்தின் பரிசோதனை வீதி R=k[NO]²[O₂] — மூன்றாம் வரிசை. "மூன்று மூலக்கூறுகள் ஒரே நேரத்தில் மோதுகின்றன" (termolecular) என நினைப்பது தவறு — அது புள்ளிவிபரவியல் ரீதியாக மிக அரிது. வேகமான முன்-சமநிலை + இரு-மூலக்கூற்று மெதுவான படி என்னும் கூட்டு பொறிமுறை, முச்-மூலக்கூற்று மோதுகை இன்றியே இதே மூன்றாம் வரிசை விதியைச் சரியாக விளக்குகின்றது.